替代品无处遁形：NMR揭示牛奶替代品的乳糖含量

由于世界上大约70%的人患有乳糖不耐症，越来越多的人由于处方原因选择不含乳糖的产品，因而乳品行业需要测定乳品替代品中乳糖含量的准确方法。

目前，有许多方法可以做到这一点，如酶测定法、近红外波谱法与色谱法。然而，这些方法都不适合快速筛选，它们大多不能检测出标记为“无乳糖”的产品中的低浓度残留乳糖。

核磁共振（NMR）波谱已被提出作为一种能克服以上限制的技术。NMR允许从一个样本中检测多种成分，并且因为它所需的样本制备量很低，所以可以在短时间内进行大量样本分析。此外，它具有良好的检测极限，最低至几毫克/升。

Monakhova等人在2012年的一项研究说明，NMR波谱可以准确评估乳品替代品的定性和定量特征。

研究人员首先使用Bruker Avance仪器对84份牛奶和乳品替代品进行了1H NMR波谱分析。他们使用Bruker自动样本更换器，并通过Bruker ICON-NMR软件自动采集数据，每12分钟可完成对一种样本的检测。

利用主要成分分析（PCA），他们将样本分为五个不同的组，分别代表牛奶、无乳糖牛奶、大豆、燕麦以及大米。然后，依靠软独立建模类比法（SIMCA），研究人员还能够准确地将每组测试中的所有12个样本分类到正确的组中。

并且，他们还可以从相同的波谱中推断出产品的主要营养标签参数的定量，包括碳水化合物、糖、蛋白质、脂肪、饱和物和能量含量。这是因为牛奶的主要成分在特定范围内对NMR波谱具有很高的吸收度。

研究人员发现，关于乳糖含量，在不经任何样本制备的情况下，NMR波谱可以检测出浓度低至0.5克/升的乳糖。然而，通过改变其制备技术和NMR类型，他们能够将这种灵敏度提高到仅0.05 克/升。为此，他们通过酸水解和离心去脂制备样本，并使用了二维J分辨NMR波谱，提升了一维波谱的分辨率。

研究人员表示，他们的实验结果表明NMR波谱法不仅是检测“无乳糖”产品中的微小乳糖含量的一种有力工具，还能准确判别含有和不含乳糖的替代品。因此，该技术可用于快速验证食品标签的准确性，并有可能取代常规分析中更为耗时的方法。

参考文献：

• Hu F等，“利用二维NMR波谱对未经预处理的全脂牛奶中的有机化合物进行无损定量检测”；Journal of Agricultural & Food Chemistry 2007；55: 4307-4311
• Monakhova Y等；“以NMR波谱为筛选工具验证基于大豆和谷物的牛奶、无乳糖牛奶和乳品替代品的营养标签”； Dairy Science & Technology 2012；92: 109-120
• Monakhova Y等；“食品NMR波谱分析中的化学计量学方法”；Journal of Analytical Chemistry 2013；68: 755-766